WWW.GOLKOM.RU   Добавить в Избранное


БИБЛИОТЕКА ПРИРОДЫ
информационный портал

Главная  Новости  Каталог  Книги  КМЭ  Форум

ТУ  Гербарий  Golkom-Balance  Golkom-Post

 
Регистрация:

Перейти к следующей новости ' ||ОЖОГИ. Проблеме ожогов отводится большое место в современной клинической и теоретической медицине; ее изучают во всем мире в разнообразных аспектах. По материалам ВОЗ [Насиловский (W. Nasilowski, 1967)], к 1960 г. на 1 миллион жителей число пострадавших от ожогов колеблется от 8,5 (Голландия) до 28,7 (Канада).'Перейти к предыдущей новости ' ||ДОСТИЖЕНИЯ МОЛЕКУЛЯРНОЙ ГЕНЕТИКИ И НАСЛЕДСТВЕННЫЕ БОЛЕЗНИ. Известно, что код генетической информации зашифрован последовательностью азотистых оснований по длине ДНК. Структурные элементы белковых молекул - аминокислоты - кодируются сочетаниями из трех азотистых оснований, триплетами.'Новости

НЕВЕСОМОСТЬ

- состояние, возникающее, когда свободному движению тела в пространстве не препятствуют внешние силы. Последние имеют место всегда, когда тело находится на какой-либо планете или тормозится плотными слоями атмосферы. В условиях космического полета невесомость появляется после прекращения работы двигателей ракеты-носителя при нахождении корабля за пределами плотных слоев атмосферы.

Изучение невесомости как фактора физического воздействия на человека и животных неразрывно связано с началом освоения космического пространства. В настоящее время учение о биологическом действии невесомости находится фактически в начальной стадии своего развития, на этапе накопления сведений о влиянии этого необычного фактора внешней среды. В до космическую эру человек практически не встречался с явлением невесомости в такой степени, как во время космических полетов. В отдельных случаях полетов на самолетах и при движении скоростных лифтов могла возникнуть только кратковременная невесомость.

Можно утверждать, что человек и практически все животные, обитающие на суше, приспособлены к существованию именно в условиях "весомости", обусловленной силой земного притяжения. Во многом этот принцип распространяется и на обитателей водной среды, хотя особенности формы тела, связанные с весом, у них выражены значительно меньше. Структурно-функциональный анализ опорно-двигательного аппарата , пространственного анализатора, сердечно-сосудистой системы, а также оценка топографоанатомических взаимоотношений внутренних органов человека и животных наглядно подтверждает это общее положение. Более того, человек и большинство животных имеют широкий комплекс приспособительных механизмов, призванных защищать их не от пониженной, а от повышенной "весомости", возникающей как следствие ускорений и в первую очередь так наз. ударных. К таким защитным механизмам могут быть отнесены амортизационные свойства опорно-двигательного аппарата, подвешивающий аппарат внутренних органов и т. д.

Некоторые общие положения, касающиеся влияния невесомости на человека и животных, были высказаны еще К. Э. Циолковским, а первый орбитальный полет, осуществленный Ю. А. Гагариным на советском космическом корабле "Восток-1", показал уже принципиальную возможность существования человека в условиях невесомости. Все последующие полеты советских и американских космонавтов практически лишь дополнили это общее положение рядом деталей. На основании этих полетов можно уже с определенной достоверностью утверждать, что пребывание человека в условиях невесомости до 2-3 недель вполне возможно, хотя и приводит к некоторым неблагоприятным явлениям. Из них в первую очередь необходимо отметить нарушение функционирования пространственного анализатора, кальциевого обмена, астенизацню сердечно-сосудистой системы и скелетной мускулатуры.

Наибольшая зависимость именно этих систем и органов от состояния невесомости вполне объяснима. Так, нормальное функционирование пространственного анализатора и прежде всего отолитовой его части тесно связано с наличием сил земного притяжения и практически не может осуществляться в условиях отсутствия веса. Кроме того, ввиду исчезновения веса и соответственно потери понятия "опора" в значительной степени обедняется поток информации от проприорецепторов.

Декальцинация костной ткани при продолжительной невесомости также объясняется исчезновением статической и динамической нагрузки на опорно-двигательный аппарат вследствие отсутствия веса. Признаки декальцинации отмечаются и в клинической практике, в обычных земных условиях, если больной длительное время находится в состоянии ограниченной подвижности.

В условиях невесомости на основании наблюдений за космонавтами обнаруживалась отчетливая потеря Са и уменьшение плотности костей. В условиях недостаточных механических нагрузок скелет теряет способность сохранять свою массу. В экспериментах в условиях гипогравитационных влиянии потери костного вещества составляли 1-2% в месяц. Высказывается предположение, что в длительных космических полетах возможны переломы костей У космонавтов при напряженных движениях, зависящие от изменения плотности костного вещества [Хаттнер, Мак-Миллан (R. S. Hattner, I). С. McMillan), 1968).

Аналогичными причинами обусловлена и наблюдающаяся при невесомости астенизация скелетной мускулатуры. То же можно отнести и к сердечно-сосудистой системе в условиях невесомости. Сложная система регуляции и энергетика кровообращения, в частности сила сокращения миокарда, упруго-эластические свойства аорты, тонус сосудистой системы и скелетной мускулатуры, рассчитаны на преодоление гидростатического давления, обусловленного наличием веса.

В условиях невесомости гидростатическое давление отсутствует. Именно этим обстоятельством и может быть объяснена определенная детренированность сердечно-сосудистой системы, могущая возникнуть в процессе космического полета. Аналогичные состояния при сходном патогенезе явления известны и клинической медицине. Так, у больных, находящихся длительное время в горизонтальном положении, гравитационная нагрузка для кровотока по магистральным сосудам, расположенным вдоль тела, практически отсутствует. При вставании, то есть в процессе увеличения гидростатического давления, у таких лиц может наступить коллапс вследствие резкого уменьшения кровоснабжения расположенных выше сердца участков тела и прежде всего головного мозга. С особенностями гемодинамики может быть связано и ощущение положения вниз головой, возникающее у космонавтов в первые периоды пребывания в условиях невесомости. По всей видимости, это обусловлено увеличением кровотока в бассейнах сонных артерий ввиду падения гидростатического давления на фоне сохраненных силовых характеристик миокарда и аорты, а также увеличения массы циркулирующей крови.

Другие симптомы, которые могут возникнуть в полете, например нарушение водного и солевого баланса, вестибулярные расстройства, некоторые сдвиги со стороны системы пищеварения, почек и т. д., несомненно являются следствием влияния всего комплекса условий, характеризующих космический полет. Сюда, помимо невесомости, могут быть отнесены эмоциональное напряжение, гиподинамия, изменение режима труда и отдыха, особенности микроклимата, угловые и линейные ускорения, ускорения Кориолиса, тепловые нагрузки, шум, вибрации и т. д. Сложность дифференцировки действия невесомости на организм человека и животных и всех сопутствующих факторов полета очевидна. Задача усложняется еще и тем, что моделирование невесомости, характеризующей космический полет, в наземных лабораторных условиях практически невозможно.

Достаточно сказать, что полеты на самолете по так наз. траектории Кеплера (рис. 1) позволяют получить состояние невесомости длительностью не более 25-30 сек. Кроме того, как до, так и после периода невесомости в данном случае имеет место даже повышенная "весомость". Следовательно, организм в условиях такого полета, когда невесомость и повышенная "весомость" повторяются многократно, подвергается по существу как бы низкочастотной качке. В связи с этим на самолетах-лабораториях решают прежде всего такие задачи, как изучение качества выполнения различных рабочих операций и передвижения космонавтов, а не физиологические реакции организма.

Отдельные стороны влияния невесомости могут быть воспроизведены и другими методами. Так, при помощи иммерсионных систем (погружение в жидкость, близкую к организму человека по удельному весу) можно свести к минимуму внешние деформации тела и в значительной степени разгрузить скелетную мускулатуру и снизить тем самым импульсацию с проприорецепторов. В специальных водных бассейнах изучают также вопросы передвижения человека в условиях безопорного пространства.

Рис. 1. Полет самолета по траектории Кеплера.



Рис. 1. Полет самолета по траектории Кеплера.



Эти же задачи можно решать и на сложных установках, имеющих многокарданную подвесную систему, или на стендах с воздушной подушкой.

Некоторые моменты, связанные с гипокинезией, в частности изменением обменных процессов, деятельности сердечно-сосудистой системы и скелетной мускулатуры, можно имитировать постельным режимом или длительным пребыванием в помещениях ограниченного объема.

Несмотря на положительный итог первых полетов в космос, серьезной проблемой, требующей разрешения, остается переносимость человеком невесомости в течение длительного времени, которое потребуется для перспективных, более дальних космических рейсов.

Так, полет до Венеры займет 3-4 месяца, а до Марса - 7 месяцев. Столько же времени понадобится и на обратный путь. Длительное время придется находиться в космосе и персоналу орбитальных станций, проводящему исследовательские, монтажные и ремонтные работы. Есть все основания предполагать, что с увеличением продолжительности полета возрастет и степень тех изменений, которые невесомость вызывает в организме человека и животных. Рядом исследователей установлено также, что устойчивость организма к ускорениям и, очевидно, к другим экстремальным воздействиям после пребывания в состоянии невесомости снижается. Вместе с тем космонавт при возвращении корабля в плотные слои атмосферы Земли неминуемо должен будет преодолеть и барьер ускорений.

Таким образом, со всей очевидностью выявляется необходимость изыскания средств повышения устойчивости человека к невесомости. В настоящее время изучаются два основных пути решения этой задачи. Один из них сводится к созданию на космическом корабле искусственной силы тяжести (гравитации). Чаще всего такого рода проекты предусматривают изменение силового поля в системе координат корабля за счет центростремительного ускорения, возникающего вследствие вращения (рис. 2). При этом с целью уменьшения влияния на вестибулярный аппарат угловых ускорений наиболее целесообразным считается максимально возможное увеличение радиуса вращения. В связи с этим ось вращения чаще всего предлагают вынести за пределы корабля или, во всяком случае, бытовых его отсеков. На первый взгляд решение задачи по ограждению космонавтов от неблагоприятного действия невесомости путем создания искусственной гравитации представляется наиболее целесообразным и полным. Вместе с тем оно таит в себе и ряд недостатков. Основным из них является негативное действие на экипаж угловых ускорений, а также ускорений Кориолиса, которые могут возникнуть при передвижении людей внутри корабля. К неблагоприятным явлениям может быть отнесено и изменение силового поля, в котором находится человек в зависимости от направления его движения внутри корабля (рис. 3). Наличие градиента силового поля (от центра вращения к периферии) также не может быть безразличным как для космонавтов, так и для функционирования некоторых технических систем.

Рис. 2. Схема проекта космической станции Брауна с искусственной гравитацией.



Рис. 2. Схема проекта космической станции Брауна с искусственной гравитацией.



Другой путь решения рассматриваемой задачи предполагает использование ряда частных, паллиативных мероприятии, направленных на поддержание нормального функционального состояния отдельных систем и органов. Сюда могут быть отнесены: специальные физические упражнения, позволяющие создать периодическую нагрузку на опорно-двигательный аппарат и сердечно-сосудистую систему; применение особых костюмов по типу противоперегрузочных для пневмомассажа конечностей с целью определенного активизирующего действия на сосудистую систему и скелетную мускулатуру; рациональная диета и фармакологические средства и т. д.

Рис. 3. Изменение



Рис. 3. Изменение "веса" космонавта в зависимости от направления его движения внутри космической станции с искусственной гравитацией.



К самостоятельной группе проектов можно отнести предложения, предусматривающие применение центрифуг малого радиуса, смонтированных внутри корабля. С их помощью имеется в виду периодически подвергать космонавтов сеансам повышенной "весомости" и такой "терапией напоминания" поддерживать нормальное функциональное состояние организма.

Значительное место в общем комплексе мероприятий по повышению устойчивости организма к невесомости в настоящее время отводят наземной тренировке космонавтов. С этой целью используют полеты на самолетах по кеплеровской траектории, а также весь арсенал средств, позволяющий имитировать отдельные стороны невесомости. Определенное значение имеет и наземная тренировка вестибулярного аппарата. По-видимому, создание искусственной гравитации как технически более сложное мероприятие будет использоваться при наиболее длительных полетах, например к другим планетам или на крупных орбитальных станциях.

Можно также ожидать, что полеты на больших космических кораблях пли орбитальных станциях помогут расширить наши знания о биологическом действии невесомости и, в частности, дифференцировать влияние невесомости от влияния других факторов, сопровождающих космический полет. Так, увеличение габаритов бытовых отсеков космических кораблей позволит в известной мере избежать дискомфорта, связанного с ограничением передвижений.

Достаточно самостоятельным в комплексе проблем, связанных с невесомостью, является вопрос передвижения человека вне корабля, в так наз. открытом космосе и выполнения им различных рабочих операции. Отсутствие гравитационных ориентиров и ограниченность зрительной информации не только усложняют общую ориентацию космонавта в этих условиях, но и в сочетании с угловыми ускорениями, возникающими в процессе передвижения, могут привести к иллюзорным ощущениям и дезориентации.

В литературе описано много проектов двигательных установок, призванных обеспечить передвижение космонавтов в условиях невесомости. Так, описаны и сложные механизмы с автоматическим управлением, и небольшие "струйные пистолеты", направление действия которых определяется движением рук космонавта. Такие "пистолеты" были использованы, в частности, в последних полетах американских космонавтов при выходе в космическое пространство из кораблей типа "Джемини".

Условия работы в безопорном пространстве требуют и специального подхода к конструированию различных инструментов. В частности, большое внимание уделяется созданию инструмента "без отдачи".

Затруднение в условиях невесомости в связи с повышением энерготрат вызывает и выполнение относительно простых операций, связанных, например, с монтажными работами. Так, ввиду отсутствия точки опоры американские космонавты при полете на космических кораблях "Джемини" затрачивали до 30 минут для фиксации троса, соединяющего корабль с подстыкованной ракетой "Аджена". Аналогичная операция в наземных условиях и даже в условиях полета на самолете с выполнением "горок невесомости" занимала всего несколько десятков секунд.

Смежной с проблемой невесомости является проблема пониженной "весомости". С такого рода условиями человек может встретиться не только находясь на космическом корабле с искусственной гравитацией, но и после высадки на небесные тела с меньшей массой, чем Земля, например на Луну. Сила притяжения Луны в 6 раз меньше, чем Земли. В частности, одной из важнейших для космонавта может оказаться проблема ходьбы. Ожидается, что ввиду снижения веса тела человека при сохраненных массе и мышечной силе, а также ввиду уменьшения трения между подошвенными поверхностями и грунтом, кинематические характеристики такого сложного двигательного акта, каким является ходьба, должны измениться.

Несомненно существенное влияние на двигательную активность космонавта в условиях невесомости или пониженной "весомости" окажет его одежда. В случае выхода человека из космического корабля в открытый космос или на поверхность какой-либо планеты он должен быть одет в специальный скафандр. Основное назначение такой одежды, как известно, сводится к поддержанию необходимого микроклимата. Как правило, давление внутри скафандра составляет 160-300 мм рт. ст. В результате этого давления в условиях космического вакуума оболочка скафандра становится чрезвычайно жесткой и малоподвижной. По понятным причинам это в свою очередь существенно стесняет движения и затрудняет выполнение рабочих операций. Ряд инженерно-конструкторских решений позволяет улучшить подвижность скафандра и его стыковку со специальным рабочим инструментом. Нет сомнения в том, что бурное развитие космической техники позволит значительно расширить объем исследований.

А. Барер.
Предыдущая новость Все новости Следующая новость

Текущая новость: "НЕВЕСОМОСТЬ"


Страницы: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115





Рейтинг@Mail.ru
Главная  Новости  Каталог  Книги  КМЭ  Форум

ТУ  Гербарий  Golkom-Balance  Golkom-Post


Copyright © 2002-2017 "Библиотека природы"
По вопросам размещения рекламы на сайте: info@golkom.ru


Rambler's Top100